引言
本文研究的是关于220KV电网继电保护。通过本次设计掌握和巩固电力系统继电保护的相关专业理论知识，熟悉电力系统继电保护的设计步骤和设计技能，根据技术规范，选择和论证继电保护的配置选型的正确性并培养自己在实践工程中的应用能力、创新能力和独立工作能力。
本次设计是根据内蒙古工业大学电力学院本科生毕业要求而进行的毕业设计。此次设计的主要内容是220KV电网继电保护的配置和整定，设计内容包括：计算系统中各元件参数；确定输电线路上TA，TV变比的选择及变压器中性点接地的选择；绘制电力系统等值阻抗图，确定系统运行方式并进行短路计算；确定电力系统继电保护的主保护和后备保护的选择及整定计算：主保护采用两套独立的、厂家不同的、能保护线路全长的保护装置（第一套CSC-103B光纤纵差保护；第二套PSL-603（G）分相电流差动保护），后备保护采用相间距离保护和接地零序电流保护；输电线路的自动重合闸采用单相自动重合闸方式。
由于各种继电保护适应电力系统运行变化的能力都是有限的，因而，对于继电保护整定方案的配合不同会有不同的保护效果，如何确定一个最佳的整定方案，将是从事继电保护工作的工程技术人员的研究课题。总之，继电保护既有自身的整定技巧问题，又有继电保护配置与选型的问题，还有电力系统的结构和运行问题。尤其，对于本文中220KV高压线路分相电流差动保护投运前的现场试验，一直是困扰技术人员的一个问题，由于线路两端距离的限制，现场试验不能像试验室那样方便。另外，光纤保护在长距离和超高压输电线路上的应用还有一定的局限性，在施工和管理应用上仍存在不足，但是从长远看，随着光纤网络的逐步完善、施工工艺和保护产品技术的不断提高，光纤保护将占据线路保护的主导地位。
第一章绪论
1.1 电力系统继电保护概论
由于电力系统是一个整体，电能的生产、传输、分配和使用是同时实现的，各设备之间都有电或磁的联系。因此，当某一设备或线路发生短路故障时，在瞬间就会影响到整个电力系统的其它部分，为此要求切除故障设备或输电线路的时间必须很短，通常切除故障的时间小到十分之几秒到百分之几秒。只有借助于装设在每个电气设备或线路上的自动装置，即继电保护，才能实现。因此，继电保护的基本任务有：（1）当电力系统中发生短路故障时，继电保护能自动地、迅速地和有选择性地动作，使断路器跳闸，将故障元件从电力系统中切除，并使系统无故障的
部分迅速恢复正常运行，使故障的设备或线路免于继续遭受破坏。
（2）当电气设备出现不正常运行情况时，根据不正常运行情况的种类和设备运行维护条件，继电保护装置则发出信号，以便由值班人员及时处理或由装
置自动进行调整。
1.2 对继电保护动作的基本要求
继电保护装置为了完成它的任务，必须在技术上满足选择性、速动性、灵敏性和可靠性四个基本要求。
(1) 选择性
所谓继电保护装置动作的选择性就是指当电力系统中的设备或线路发生短路时，其继电保护仅将故障的设备或线路从电力系统中切除，当故障设备或线路的保护或断路器拒绝动作时，应由相邻设备或线路的保护装置将故障切除。
(2) 速动性
所谓速动性就是指继电保护装置应能尽快地切除故障,对提高电力系统运行的可靠性具有重大的意义。
(3) 灵敏性
所谓继电保护装置的灵敏性是指电气设备或线路在被保护范围内发生短路故障或不正常运行情况时，保护装置的反映能力。
(4) 可靠性
所谓保护装置的可靠性是指在保护范围内发生的故障该保护应该动作时，不应该由于它本身的缺陷而拒绝动作；而在不属于它动作的任何情况下，则应该可靠不动作。
1.3 继电保护的构成
继电保护装置可视为由测量部分、逻辑部分和执行部分等组成，如图1-1所示，各部分功能如下:
图1-1 模拟型继电保护装置原理框图
（1）测量部分
测量部分是测量从被保护对象输入的有关电气量，并与已给定的整定值进行比较，根据比较的结果，判断保护是否应该启动的部件。
（2）逻辑部分
逻辑部分是根据测量部分输出量的大小、性质、输出的逻辑状态、出现的顺序或它们的组合，使保护装置按一定的布尔逻辑及时序逻辑关系工作，最后确定是否应该使断路器跳闸或发出信号，并将有关命令传给执行部分的部件。
（3）执行部分
执行部分是根据逻辑部分传送的信号，最后完成保护装置所担负的对外操作的任务的部件。如检测到故障时，发出动作信号驱动断路器跳闸；在不正常运行时发出告警信号；在正常运行时，不产生动作信号。
1.4 微机继电保护的特点
(1) 维护调试方便
微机保护的硬件是一台计算机，各种复杂的功能是由相应的软件来实现的。如果硬件完好，对于以成熟的软件，只要程序和设计时一样（这很容易检查），就必然会达到设计的要求，用不着逐台作各种模拟试验来检验每一种功能是否正确。
(2) 可靠性高
计算机在程序指挥下，有极强的综合分析和判断能力，因而它可以实现常规保护很难办到的自动纠错。另外，它有自诊断能力，能够自动检测出本身硬件的异常部分，配合多重化可以有效地防止拒动，因此可靠性很高。
(3) 易于获得附加功能
应用微型计算机后，如果配置一个打印机，或者其它显示设备，可以在系统发生故障后提供多种信息。
(4) 灵活性大
由于计算机保护的特性主要由软件决定，因此，只要改变软件就可以改变保护的特性和功能，从而可灵活地适应电力系统运行方式的变化。
(5) 保护性能得到很好改善
由于计算机的应用，使很多原有形式的继电保护中存在的技术问题，可找到新的解决办法。例如对接地距离的允许过度电阻的能力，距离保护如何区别振荡和短路等问题都以提出许多新的原理和解决办法。
第二章 220KV电网元件参数的计算
2.1 设计原则和一般规定
电网继电保护和安全自动装置是电力系统的重要组成部分，对保证电力系统的正常运行，防止事故发生或扩大起了重要作用。应根据审定的电力系统设计（二次部分）原则或审定的系统接线及要求进行电网继电保护和安全自动装置设计，设计应满足《继电保护和安全自动装置技术规程（SDJ6-83）》、《110~220kV电网继电保护与安全自动装置运行条例》等有关专业技术规程的要求。
继电保护和安全自动装置由于本身的特点和重要性，要求采用成熟的特别是符合我国电网要求的有运行经验的技术。
电网继电保护和安全自动装置应符合可靠性、安全性、灵敏性、速动性的要求。要结合具体条件和要求，从装置的选型、配置、整定、实验等方面采取综合措施，突出重点，统筹兼顾，妥善处理，以达到保证电网安全经济运行的目的。
2.2 220KV电网元件参数计算原则
1．标幺值的概念
（1）参数计算需要用到标幺值或有名值，因此做下述简介。
在标幺制中，单个物理量均用标幺值来表示，标幺值的定义如下：
标幺值=实际有名值（任意单位）/基准值（与有名值同单位）
当选定电压、电流、阻抗和功率的基准值分别为U B、I B、Z B和S B时,相应的标幺值为：
U*=U/U B（2-1）
I*=I/I B（2-2）
Z*=Z/Z B （2-3） S*=S/S B （2-4）
使用标幺值,首先必须选定基准值。电力系统的各电气量基准值的选择,在符合电路基本关系的前提下,原则上可以任意选取，但四个基准值只能任选两个，其余两个则由上述关系式决定。至于先选定哪两个基准值，原则上没有限制,但习惯上多选定
U B 和S B 。这样电力系统主要涉及三相短路的I B 、Z B , 可得:
I Ｂ＝ＳＢ／3U Ｂ （2-5）
ＺＢ＝U Ｂ／3ＩＢ＝U2B ／ＳＢ （2-6）
U Ｂ和ＳＢ原则上选任何值都可以，但应根据计算的内容及计算方便来选择。通常U B 多选为额定电压或平均额定电压，ＳB 可选系统的或某发电机的总功率；有时也可取一整数，如100、1000MV A 等。 （2）标幺值的归算
本网络采用近似计算法
近似计算：标幺值计算的近似归算是用平均额定电压计算。标幺值的近似计算可以就在各电压级用选定的功率基准值和各平均额定电压作为电压基准来进行。结合本网络选取基准值：S B =1000MV A ； U B =230KV ；
Ω===
9.521000
2302
2
B B B S U Z 2.3 发电机参数的计算 发电机的电抗有名值：
N
N S U
X X d 100(%)2"= （2-7）
发电机的电抗标幺值：
N
B
d S S X X 100(%)"=* （2-8）
式中： (%)"X d —— 发电机次暂态电抗;
N U —— 发电机的额定电压;
B U ——基准电压230kv; B S —— 基准容量1000MV A; N S ——发电机额定容量235.294MV A.
已知： P N = 200MW U N =15.8 KV ?cos = 0.85 "d X =0.1444 则： S N =
Φ
COS P N
=85.0200= 235.294 MV A *G X =
N
B
S S 100(%) Xd" =294.23510001444.0? =0.614
G X = N
B
S U 100(%)X 2
"d =294.2352301444.02? =32.46（Ω）
表2-1 发电机参数结果
2.4 变压器参数的计算
(1) 双绕组变压器参数计算公式：
双绕组变压器电抗有名值：
N
N K T S U U X 100(%)2= （2-9）
双绕组变压器电抗标幺值：
N
B
k T S S U X 100(%)=
* （2-10）
式中： (%)K U ——变压器短路电压百分值;
N U ——发电机的额定电压; B U ——基准电压230kv;
B S ——基准容量1000MV A;
N S ——变压器额定容量. (2) 三绕组变压器参数的计算公式 1）各绕组短路电压百分值
U K1（%）=21
〔Ud Ⅰ—Ⅱ（%）+Ud Ⅰ—Ⅲ（%）-Ud Ⅱ—Ⅲ（%）〕 （2-11）
U K2（%）=21
〔Ud Ⅰ—Ⅱ（%）+Ud Ⅱ—Ⅲ（%）-Ud Ⅰ—Ⅲ（%）〕 （2-12）
U K3（%）=2
1
〔Ud Ⅰ—Ⅲ（%）+Ud Ⅱ—Ⅲ（%）-Ud Ⅰ—Ⅱ（%）〕 （2-13）
式中：Ud Ⅰ—Ⅱ（%）、Ud Ⅰ—Ⅲ（%）、 Ud Ⅱ—Ⅲ（%）分别为高压与中压，高压与低压，
中压与低压之间的短路电压百分值。 2）各绕组的电抗有名值:
X T1 = N
N K S U U 100(%)2
1 （2-14）
X T2 =N N K S U U 100(%)2
2 （2-15）
X T3 =N
N K S U U 100(%)2
3 （2-16）
各绕组的电抗标幺值:
X T1* =
N B
k S S U 100(%)1 （2-17）
X T2* = N B
k S S U 100(%)2 （2-18）
X T3* = N
B
k S S U 100(%)3 （2-19）
式中： S B —— 基准容量1000MV A ；
S N —— 变压器额定容量;
N U —— 发电机的额定电压;
B U —— 基准电压230kv. (3) 大同厂变压器参数计算：
已知： S N = 240MW %12K U =14.12 则： 588.0240
1000
%12.14%111=?=?
=*N T B K T S S U X ()Ω=?=?=726.349.52588.0*
1
1B T T Z X X (4) 西万庄变压器参数计算：
已知: S N = 240MW %12K U =11.50 %23K U =7.60 %13K U =23.70 则: 各绕组的阻抗百分值为：
U K1% = 21
（%12K U +%13K U -%23K U ）
= 2
1
（ 11.50 + 23.7 - 7.60 ）
= 13.8
U K2% = 21
（%23K U +%12K U -%13K U ）
= 2
1
（ 7.60 + 11.50 – 23.70 ）
= –2.3
U K1% = 21
（%13K U +%23K U -%12K U ）
= 21
（ 23.70 + 7.60 – 11.50 ）
= 9.9 X T1* = N
B
k S S U 100(%)1 = 24010010008.13?? = 0.575
X T2* = N
B
k S S U 100(%)2 = 24010010003.2??- =-0.096
X T3* = N
B
k S S U 100(%)3 = 24010010009.9?? = 0.412
对于高碑店变压器参数计算原则与2.4(4)相同，计算结果如表2-2所示:
表2-2 各变压器参数计算结果
说明：
对普通（非自耦）三绕组变压器，按如上方法求得的三个电抗中，有一个可能
是负值，这是由于这种变压器的三个绕组中，必有一个在结构上处于其它两个绕组之间，而这个处于居中位置的绕组与位于它两侧两个绕组间的两个漏抗之和又小于该两绕组相互间的漏抗。例如，中压绕组居中，且有Ud Ⅱ—Ⅲ（%）+ Ud Ⅰ—Ⅱ（%）〈 Ud Ⅰ—Ⅲ（%） 的关系。因此，这种等值电抗为负值的现象并不真正表示该绕组有容性漏抗。普通三绕组变压器出现这种现并不少见，但因这一负值电抗的绝对值往往很小，在近似计算中常取其为零。
2.5 输电线路参数的计算
(1) 输电线路参数计算公式
线路零序阻抗为: Z 0 = 3Z 1 （2-20）
负序阻抗为: Z 2 = Z 1 （2-21） 线路阻抗有名值的计算：
正、负序阻抗: Z 1 = Z 2 = (1r +j 1x )L （2-22）
零序阻抗: Z 0 = 3Z 1 （2-23） 线路阻抗标幺值的计算：
正、负序阻抗: Z 1* = Z 2* =（1r +j 1x )L
2
B
B U
S （2-24） 零序阻抗: Z 0* = 3Z 1* （2-25）
式中： 1r —— 每公里线路正序电阻值Ω/KM;
1x —— 每公里线路正序电抗值Ω/KM; L —— 线路长度 KM; S B —— 基准容量 1000 MV A; U B —— 基准电压 230 KV . (2) 大同——神头线（AB 段）
有名值：Z AB1= R AB1+ jX AB1= (R 1+ jX 1 ) ×L AB
=(0.0785+j0.4)×80=6.28+j32= 32.610?∠9.78Ω
Z AB2 =Z AB1 =6.28+j32= 32.610?∠9.78Ω Z AB0= R AB0+ jX AB0=3 Z AB1
= 3×(6.28+j32)=18.84+j96=97.830?∠9.78Ω
标幺值：Z AB1*= Z AB1/ Z B =(6.28+j32) /52.9 =0.119 +j0.605=0.617?∠9.78 Z AB2* =Z AB1* =0.119 +j0.605=0.617?∠9.78
Z AB0*= R AB0*+ jX AB0*=3 Z AB1*
=3×(0.119 +j0.605)=0.357+j1.815=1.851?
78
∠9.
对于其它线路：大同——西万庄线（BC段），神头——西万庄线（AC段），神头——南郊线（AD段），南郊——高碑店线（DE段），高碑店——房山线（EF段），房山——天津线Ⅰ回（FG段），房山——天津线Ⅱ回（FG段）的计算原则与2.5(2)相同，计算结果如表2-3所示：
第三章输电线路上TA、TV及中性点接地的选择
3.1 输电线路上T A、TV变比的选择
(1) TA的配置原则
①型号：电流互感器的型号应根据作用环境条件与产品情况选择。
②一次电压：Ug=Un
Ug—电流互感器安装处一次回路工作电压;
Un—电流互感器的额定电压.
③一次回路电流：I 1n ≥Igmax
Igmax —电流互感器安装处一次回路最大电流; I 1n —电流互感器一次侧额定电流.
④准确等级：用于保护装置为0.5级，用于仪表可适当提高。 ⑤二次负荷：S2≤Sn
S2—电流互感器二次负荷; Sn —电流互感器额定负荷ф.
⑥输电线路上CT 的选择： 根据最大极限电流来选择。
(2) TA 变比及型号的选择 TA 二次侧的电流为5A 1) 对大神线而言 其最大工作电流为:
I gmax =
N
U S 3max =
230
3250000?= 628A
所以线路AB 上TA 变比选为1200/5。
对于大西线，神西线，神南线，南高线，房高线同3.1(2)的选择原则及结果相同，TA 变比均为：1200/5，由《发电厂电气部分课程设计参考资料》查的型号为LCW —220型 其中， L —电流互感器； C —瓷绝缘； W —户外式。 2) 对房天1线及房天2线而言 其最大工作电流均为:
I gmax =
N
U S 3max =
230
350000?= 125A
所以线路DE 上TA 变比选为600/5, 由《发电厂电气部分课程设计参考资料》查的型号为LCLWD 2—220型。
其中， L —电流互感器； C —瓷绝缘； L （第三个字母）—电缆型 ；
W —户外式； D 2—差动保护用。
(3) TV 的配置原则
①型式：电压互感器的型式应根据使用条件选择，在需要检查与监视一次回
路单相接地时，应选用三相五柱式电压互感器或具有三绕组的单相互感器组。
②一次电压的波动范围：1.1Un>U 1>0.9Un ③二次电压：100V
④准确等级：电压互感器应在哪一准确度等级下工作，需根据接入的测量仪 表。继电器与自动装置及设备对准确等级的要求来确定。 ⑤二次负荷：S 2≤Sn
(4)TV 变比及型号的选择
线路电压均为220KV ,由《发电厂电气部分课设参考资料》查得变比为
100/3
100
/3220000 , 型号为YDR —220; Y —电压互感器；D —单相; R —电容式。
表3-1 TA 、TV 选择结果
3.2 变压器中性点接地方式的选择
通常，变压器中性接地位置和数目按如下两个原则考虑：一是使零序电流保护装置在系统的各种运行方式下保护范围基本保持不变，且具有足够的灵敏度和可靠性；二是不使变压器承受危险的过电压。为此，应使变压器中性点接地数目和位置尽可能保持不变。
(1) 变压器中性点接地的位置和数目的具体选择原则
1）对单电源系统，线路末端变电站的变压器一般不应接地，以提高保护的灵敏度和简化保护线路；对多电源系统，要求每个电源点都有一个中性点接地，以防止接地短路的过电压对变压器产生危害。
2）电源端的变电所只有一台变压器时，其变压器的中性点应直接接地；变电所有两台及以上变压器时，应只将一台变压器中性点直接接地运行，当该变压器停运时，再将另一台中性点不接地的变压器改为中性点直接接地运行。若由于某些原因，变电所正常情况下必须有二台变压器中性点直接接地运行，则当其中一台中性点直接接地变压器停运时，应将第三台变压器改为中性点直接接地运行。
3）双母线运行的变电所有三台及以上变压器时，应按两台变压器中性点直接接地的方式运行，并把他们分别接于不同的母线上。当其中一台中性点直接接地的变压器停运时，应将另一台中性点不接地的变压器改为中性点直接接地运行；低电压侧无电源的变压器中性点应不接地运行,以提高保护的灵敏度和简化保护接线。
4）对于其他由于特殊原因不满足上述规定者，应按特殊情况临时处理。例如，可采用改变保护定值、停运保护或增加变压器接地运行台数等方法进行处理，以保证保护和系统的正常运行。
根据变压器的台数和接地点的分布原则，结合该系统的具体情况，中性点接地的选择结果如下：大同发电厂A的两台为T1
、T2；西万庄变电站C端的一台为T3；
高碑店变电站E端的两台为T4
、T5。
T1—接地；T2—不接地；T3—接地；T4—接地；T5—不接地。
第四章短路电流的计算
4.1 电力系统短路计算的主要目的
(1)电力系统短路计算的主要目的是:
1) 在选择电气主接线时，为了比较各种接线方案或确定某一接线是否要采取限制
短路电流的措施时,需进行短路计算。
2) 在选择电气设备在正常运行和故障情况下都能安全可靠的工作，同时又力求节
省投资,这需要全面地进行短路计算。
3) 在选择继电保护装置和进行整定计算时，需进行各种短路电流计算，依次据短
路电流的大小及特性，来确定保护装置的型号及整定值。
(2)短路计算的假定条件
本设计短路电流计算采用以下假定条件及原则：
1) 故障前为空载, 即负荷略去不计,只计算短路电流的故障分量。
2) 短路发生在短路电流为最大值的瞬间。
3) 故障前所有接点的电压均等于平均额定电压, 其标幺值为1.
4) 不考虑短路点的电弧阻抗和励磁电流.
在本次设计中所有线路和元件的电阻都略去不计。
4.2 运行方式确定的原则
计算短路电流时，运行方式的确定非常重要，因为它关系到所选的保护是否经济合理、简单可靠以及是否能满足灵敏度要求等一系列问题。
保护的运行方式是以通过保护装置的短路电流的大小来区分的。
(1)最大运行方式
根据系统最大负荷的需要，电力系统中的发电设备都投入运行（或大部分投入运行）以及选定的接地中性点全部接地的系统运行方式称为最大运行方式。对继电保护来说，是短路时通过保护的短路电流最大的运行方式。
(2)最小运行方式
根据系统最小负荷，投入与之相适应的发电设备且系统中性点只有少部分接地的运行方式称为最小运行方式。对继电保护来说，是短路时通过保护的短路电流最小的运行方式。
表4-1 系统运行方式的结果
4.3 网络等效图的化简
(1)正序等效图
图4-1 正序等效网络图
(2)零序等效图
图4-2 零序等效网络图
4.4 关于相间距离保护的短路计算
(1)对1QF而言:
1) 最小分支系数K b,min的计算
运行方式:开机容量最小,AC断线,系统1-6最大运行方式,双回线.
网络等效图如下所示:
b,min
化简得:
图4-4 关于最小分支系数K b,min 等效网络化简图
()111(0.2340.726)0.309// 3.340.962 1.6750.40222X ????
=+?+++=????????
()210.478//0.5170.756//0.30.6050.840X X =+++=????
30.5880.614 1.202X =+=
∴ 623,min 130.840 1.202 1.6991.202
b I X X K I X ++=
=== 2) 最大分支系数K b,max 的计算
运行方式:开机容量最大,闭环,系统1-6最小运行方式,单回线. 网络等效图如下所示:
b,max
图4-7 关于最大分支系数K b,max 等效网络化简图(2)
图4-5 关于最大分支系数K b,max 等效网络图
()601.0614.0588.02
1
4=+=X 204.0122.1229
.0139.0378.0605.0378.0605.03212112==++?=++=
X X X X X X
075.0122
.1139
.0605.03213113=?=++=
X X X X X X
047.0122
.1139
.0378.03213223=?=++=
X X X X X X
()[]()424.0675.1962.02143.5//309.0168.0//726.0234.0=??
?
???++++=A X
()[]12'
123.0//756.052.0//478.0X X X A +++=
()[]439
.0204.03.0//756.052.0//478.0424.0=+++= 676.0601.0075.0413'13=+=+=X X X
313.0047.0676.0//439.0//23'13'12=+=+=X X X X C
∴ 195.3313
.01
123===
C X I 936.1195.3606.0676.0439.0676
.0195.313
'
12'13'23
12=?=+?=+=X X X I I 259.1936.1195.3122313=-=-=I I I
∴ ()()809.0605.0/075.0259.1204.0936.1/1131312121=?+?=+=X X I X I I ()()760.1139.0/047.0195.3075.0259.1/3232313133=?+?=+=X X I X I I ∴ 176.2809
.0760
.1 K 13m a x b,===
I I
对2QF ，7QF 和8QF 最大和最小分支系数的计算原理同4.4(1)相同，计算结果如表4-2所示。
表4-2 相间距离保护中分支系数的计算结果
4.5 关于零序电流保护的短路计算
(1) 零序电流
3I的计算
,
m ax
10
1）B母线短路时流经1号断路器的最大零序电流
3I
10
,
m ax 正序网：
图4-8 B母线短路时的等效正序网
图4-9 B 母线短路时的等效正序化简网（1）
图4-10 B 母线短路时的等效正序化简网（2）
()402.0675.1962.02134.3//309.0168.0//726.021234.01=???
??
?++??????+??? ???+=X
()601.0614.0588.02
1
=+=
B X ()273.061.2378.0//3.0=+=A X
()[]822.0605.0//756.0517.0//478.012=+++=A X X X 347.0601.0//822.0//21===∑B X X X
∴ 347.0601.0//822.0//21===∑B X X X
零序网：
图4-11 B 母线短路时的等效零序网
1.1 220KV 系统介绍 KV 220系统由水电站1W ，2W 和两个等值的KV 220系统1S 、2S 通过六条 KV 220线路构成一个整体。整个系统最大开机容量为MVA 29.1509，此时1W 、2W 水电厂所有机组、变压器均投入，1S 、2S 两个等值系统按最大容量发电，变压器均投入；最小开机容量位MVA 77,1007,此时1W 厂停MVA 302 机组，2W 厂停 MVA 5.77机组一台，1S 系统发电容量为MVA 300，2S 系统发电容量为MVA 240。 KV 220系统示意图如图1.1所示。 1.2 系统各元件主要参数 (1) 发电机参数如表1.1所示： 表1.1 发电机参数 电源 总容量（MVA ） 每台机额定功率 额定电压 额定功率 正序 图1.1 220kV 系统示意图
最大 最小 （MVA ） （kV ） 因数cos φ 电抗 W 1厂 295.29 235.29 235.29 15 0.85 0.35 2*30 11 0.83 0.25 W 2厂 310 232.5 4*77.5 13.8 0.84 0.3 S 1系统 476 300 115 0.5 S 2系统 428 240 115 0.5 对水电厂12 1.45X X =，对于等值系统12 1.22X X = (2) 变压器参数如表1.2所示： 表1.2 变压器参数 变电站 变压器容量（MVA ） 变比 短路电压（%） Ⅰ－Ⅱ Ⅰ－Ⅲ Ⅱ－Ⅲ A 变 20 220/35 10.5 B 变－1 240 220/15 12 B 变－2 60 220/11 12 C 变 3*120 220/115/35 17 10.5 6 D 变 4*90 220/11 12 E 变 2*120 220/115/35 17 10.5 6 (3) 输电线路参数 KM AB 60=，上端KM BC 250=，下端KM BC 230=，KM CD 185=， KM CE 30=，KM DE 170=；KM X X /41.021Ω==，103X X =，080=ΦL 。 (4) 互感器参数 所有电流互感器的变比为5/600，电压互感器的变比为100/220000。由动稳定计算结果，最大允许切除故障时间为S 2.0。 2 整定计算 2.1 发电机保护整定计算 2.1.1 纵联差动保护整定计算 （1）发电机一次额定电流的计算 式中 n P ——发电机额定容量； θ c o s ——发电机功率因数； n f U 1——发电机机端额定电压； （2）发电机二次额定电流的计算 式中 f L H n ——发电机机电流互感器变比； （3）差动电流启动定值cdqd I 的整定：
220KV变电站变压器运行及其继电保护措施艾岳武 发表时间：2018-04-19T10:47:32.497Z 来源：《电力设备》2017年第33期作者：艾岳武 [导读] 摘要：随着我国社会经济的飞速发展，有效的推动了现代化和城乡一体化建设发展，人们对电力系统的提出了较高的要求。 （国网吉林省电力有限公司辽源供电公司吉林辽源 136200） 摘要：随着我国社会经济的飞速发展，有效的推动了现代化和城乡一体化建设发展，人们对电力系统的提出了较高的要求。目前，在我国电力系统中，220KV变电站是主要的组成部分，其运行效率对整个电网系统的安全和稳定有着直接的影响。但是220KV变电站变压器的运行存在一定的问题，不能满足人们的生活需求。对此，本文针对220KV变电站变压器的运行故障进行分析，同时提出相应的继电保护措施。 关键词：220KV变电站；变压器运行；继电保护 电网是维系国家在经济领域中一切活动的核心环节，也是改善人民的物质生活条件，为社会带来经济上快速革新的最有力工具。而变压器作为电力系统中非常重要的一部分，其能否安全运行直接影响着电网是否能高效、安全的运行。变压器若是发生故障，给电力系统带来的损害将是相当严重的。所以对变电站变压器采取保护措施尤为重要。首先变电站是国家的财产，是一个国家服务行业的代表性机构，主要担负的社会功能就是供电。对于变电站的保护，不仅要求供电技术能力上的精确，也要求在每一个细节处做到最好。外部环境对变电站的影响也是极其重要的，空气湿度和气候干燥直接影响输出源。所以也要对其基本保护措施加以重视。我们不仅要做好变压器的管理维护工作，保证其安全高效的运行，同时也要做好对其运行状况的记录工作，及时发现问题，并妥善解决，消除潜在隐患，保障电力系统的正常运转。继电保护装置就是为了及时发现故障并进行切除而装设的一种对变压器和变电站甚至整个电力系统的保护装置。本文针对 220 k V 变电站变压器的运行和继电保护措施的相关问题作进一步的探讨分析。 1、变电站概况 变电站是改变电压的场所。为了将发电厂发出来的电能输送到较远的地方，必须把电压升高，变为高压电，到用户附近再按需要把电压降低，该升降电压的工作靠变电站来完成。变电站的主要设备是开关和变压器。按规模大小不同，又可称为变电所、配电室等。变电站就是中转站，它支配着一个国家所有电力的分配情况。而电力又是驱动现代性国家、城市转型和发展的主要源动力之一，第二产业和第三产业都需要电力作支撑，对电力的制造和输出，是衡量一个国家发展程度的重点考核标准，变电站同时也是体现国家经济结构的标志之一。对电力的需求虽然不再以变电站作为核心，各种发电的方式随着相关科技成果的普及使用也越来越为更多的人所接受和熟知，但作为国家经济驱动的源头，变电站依然在电力供应方面占有举足轻重的地位，国家支柱产业的领头集团无一不与电网有着千丝万缕的联系和深入的合作，同时，其可被看作是经济发展与产业结构优化的缩影。 2、变压器运行继电存在的问题 变压器是变电站的主要设备，可分为升压变压器和降压变压器。主要通过电磁场对电压进行主体调节，按分接头切换方式，对输电线路中的负荷进行控制调节。在这个过程中，变压器可能出现变电问题，导致变电后电压不稳、电压未达到固定值等问题，对输电造成阻碍。 2.1变压器运行电压异常 变电器在进行运转的过程中受很多因素影响，例如气体、温度、水分等。这些在很大程度上对我国变电站变压器的输电进行阻断，导致输电电压出现异常。其气体状况可能导致信号存在跳跃现象，导致变压器油箱发生内部故障，整体油面出现异常；当变压器负荷或者外部出现短路现象时，很容易引起变压器温度升高，导致变压器油面降低，出现电压不稳状况。除此之外，变压器还容易出现负荷过重导致的电压问题。由于变压器的负荷过重，通过电荷量过大，导致整体内部信号、磁场出现问题，很容易使变压器对内部电压的调节出现混乱，导致电压不稳，导致变压器对电力系统造成的损失。 2.2变压器继电干扰异常 目前我国使用的 220k V 变电站变压器中，保护继电装置受到电磁干扰的主要因素有：电网出现短路故障；客观干扰，例如人为因素或自然因素等；变压器的内部结构出现问题导致故障发生；工作人员没有妥善施工处理，在施工时接触到外壳设备，导致内部设备或其它设备出现放点干扰。当变电站变压器受到电磁干扰时，整个输电线路都会受到干扰甚至出现阻断的现象。电磁干扰源通过各种渠道和受到干扰的回路、设备相连接，形成的闭合的回路，这样会超负荷的增加变压器的输电电压，使变压器发生严重故障。变压器的辐射干扰来源主要分为高压开关场的干扰和移动设备幅射干扰两个方面，而在 220k V 变电站变压器中，都是采取直接在开关场中安装继电保护设备以及自动控制设备的方法，如此一来，造成电磁干扰的主要原因就来自于高压开关场。 3、220k V变电站变压器继电保护措施 3.1运行保护 在对变压器采取运行保护知识，大多是借助于继电保护装置，综合应用继电保护手段，以促使 220k V 变电站的变压器能够得以正常运行。如在某一 220k V 变电站当中其变压器运行保护完全按照继电保护运行原则，先对装置性能进行检查，以保障其能够切实具备相应的防护性能，对继电保护装置行为予以规范化处理，确定有关安全行为的主要方式；之后确定继电保护的装置运行范围，促成一体化操作的达成，确定继电保护装置能够达到较好的工作效率；最终就针对继电保护装置加强维护工作，以确保其能够给予变压器的正常运行提供以良好的基础保障，避免变压器发生短路等有关故障问题。 3.2状态保护 为了消除 220k V 变电站变压器状态异常带来的不良影响，相关工作人员应该针对常见的风险因素，采取相应的机电保护措施，强化继电保护装置过流继电保护、气体保护、差动保护等性能。针对跳闸引起的故障，应该深入研究故障产生的原因，并改善 220k V 变电站变压器运行条件，使 220k V 变电站变压器免受跳闸故障的影响。此外，油箱也是变压器运行当中容易出现问题的部分，相关工作人员应该制定相应的预防措施，并根据日常的检查情况，对潜在的风险因素加以排除，保证 220k V变电站变压器具有良好的运行状态。 3.3抗干扰措施 为了确保 220KV 以上变电站继电保护和自动装置的正常运行，应该保证二次电子设备本身具有基本的抗电磁干扰能力，在设计和建设变电站的过程中采取措旅，确保传送到二次设备上的电磁干扰低于这些设备的承受水平。第一，在干扰源处降低干扰。降低设备的接地
东北农业大学成人教育学院考试题签 电力系统继电保护（B） 一、单项选择题(每小题2分，共30分) 1．电流保护I段的灵敏系数通常用保护范围来衡量，其保护范围越长表明保护越( ) A.可靠 B.不可靠 C.灵敏 D.不灵敏 2．限时电流速断保护与相邻线路电流速断保护在定值上和时限上均要配合，若( )不满足要求，则要与相邻线路限时电流速断保护配合。 A.选择性 B.速动性 C.灵敏性 D.可靠性 3．使电流速断保护有最小保护范围的运行方式为系统( ) A.最大运行方式 B.最小运行方式 C.正常运行方式 D.事故运行方式 4．在中性点非直接接地电网中的并联线路上发生跨线不同相两点接地短路时，两相星形接线电流保护只切除一个故障点的几率为( )。 A.100％ B.2／3 C.1／3 D. 0 5．按900接线的功率方向继电器，若I J =-Ic，则U J 应为( ) A.U AB B.-U AB C.U B D.-U C 6．电流速断保护定值不能保证( )时，则电流速断保护要误动作，需要加装方向元件。 A.速动性 B.选择性 C.灵敏性 D.可靠性 7．作为高灵敏度的线路接地保护，零序电流灵敏I段保护在非全相运行时需( )。 A.投入运行 B.有选择性的投入运行 C.有选择性的退出运行 D.退出运行 8．在给方向阻抗继电器的电流、电压线圈接入电流电压时，一定要注意不要接错极性，如果接错极性，会发生方向阻抗继电器( )的后果。 A.拒动 B.误动 C.正向故障拒动或反向故障误动 D.损坏 9．方向阻抗继电器的最大灵敏角是可以调节的。调节方法是改变电抗变换器DKB ( ) A.原边匝数 B.副边匝数 C.原边线圈中的电阻大小 D.副边线圈中的电阻大小 10．距离II段的动作值应按分支系数Kfz为最小的运行方式来确定，目的是为了保证保护的( )。 A.速动性 B.选择性 C.灵敏性 D.可靠性 11．相间短路的阻抗继电器采用00接线。例如I J =I B -I A 时，U J =( )。 A.U B B.U B -U A C.U A -U B D.U A 12．差动保护只能在被保护元件的内部故障时动作，而不反应外部故障，具有绝对( )。 A.选择性 B.速动性 C.灵敏性 D.可靠性 13．对于间接比较的高频保护，要求保护区内故障时保护动作行为不受通道破坏的影响，应该选择的间接比较信号是( )。 A.允许信号 B.跳闸信号 C.闭锁信号 D.任意信号 14．相高频保护用I1+KI2为操作电流，K=6 8，主要是考虑( )相位不受两侧电源相位的影响，有利于正确比相。 A.正序电流 B.零序电流 C.负序电流 D.相电流 15．高频保护基本原理是：将线路两端的电气量（电流方向或功率方向）转化为高频信号；以( )为载波传送通道实现高频信号的传送，完成对两端电气量的比较。 A.微波通道 B.光纤通道 C.输电线路 D.导引线 二、(本题每小题2分，满分20分)
本/专科毕业设计（论文） 题目：220KV变电站继电保护设计 专业：电气工程及其自动化 年级： 学生姓名： 学号： 指导教师： 2012年9月
220KV变电站继电保护设计 摘要：电力系统由发电厂、变电所、输电线路和用户组成。变电所是联系发电厂和用户的中间环节，起着转换和分配电能的作用。变电所根据它在电力系统中的地位，变电所分为枢纽变电所、中间变电所、地区变电所、终端变电所。本设计主要对变电站的继电保护进行分析设计，通过合理的继电保护装置来了提高供电的安全可靠性。本变电站的电压等级为220kV，站内安装两台240MVA变压器，其中220kV线路为两进两出；110kV线路为8条出线；10kV线路为10条出线。 关键字：220kV 变电站继电保护
目录 引言 (4) 1 设计说明书 (5) 2 主变压器保护设计 (5) 2.1主变压器保护设计分析 (6) 2.2变压器容量选择 (7) 2.3变压器主保护 (7) 2.4压器后备保护 (10) 2.5变压器其他保护 (15) 3 母线保护 (16) 3.1母线保护设计分析 (16) 3.2 220kV母线保护 (16) 3.3 110kV母线保护 (16) 4 线路保护 (16) 4.1线路保护设计分析 (16) 4.2 220kV线路保护 (16) 4.3 110kV线路保护 (16) 4.4 10kV线路保护 (16) 结语 (16) 致谢 (17) 参考文献 (17)
引言 随着电力系统和自动化技术的不断发展，继电保护技术也在不断的发展.几十年来,目前，我国的电力系统正在不断向高电压、大机组、现代化大电网的发展方向前进，与之相伴的继电保护技术及其保护装置的应用水平也在大幅提升。继电保护的发展按时间经历了三个时代， 20世纪50年代及以前，继电保护装置大多以电磁型的机械元件、整流型元件和半导体元件构成； 70年代以后出现了集成电路构成的继电保护装置并在电力系统中得到广泛的运用；80年代,微机保护逐渐应用，继电保护逐渐走向了数字化与智能化，保护的可靠性也在不断提高。 在电力系统实际运行中，由于雷击、设备制造上的缺陷、设计和安装的错误、运行维护不当等不可抗拒因素，往往会导致各种故障的发生。而性能完善的继电保护装置合理的应用就可大大提高电力系统安全运行的可靠性，减少因停电造成的损失。继电保护的原理是利用被保护线路或设备故障前后某些突变的物理量为信息量进行数值整定，当突变量达到一定值时，自动启动控制环节，发出相应的动作信号。 无论什么继电保护装置，一般由测量部分、逻辑部分、执行部分三部分组成。测量部分是测量被保护元件工作状态的一个或几个物理量，并和已给的整定值进行比较，从而判断保护是否应该起动。逻辑部分是根据测量部分输出量的大小、性质、出现的顺序或它们的组合、使保护装置按一定的逻辑程序工作，最后传到执行部分。执行部分是根据逻辑部分送的信号，最后完成保护装置所担负的任务。如发生信号，跳闸或不动作等。继电保护装置的基本要求体现在选择性、速动性、灵敏性、可靠性四个方面。 随着技术与工艺的不断进步与更新换代，继电保护装置的可靠性、运行维护方便性等性能也将不断提升，进而促进电力系统的安全可靠性到达一个更高的水平。
1.1电力系统继电保护的作用 电力系统在运行中，可能发生各种故障和不正常运行状态，最常见同时也是最危险的故障是发生各种型式的。在发生短路时可能产生一下的后果： (1)通过故障点的很大的短路电流和所燃起的电弧，使故障元件损坏； (2)短路电流通过非故障元件，由于发热和电动力的作用，引起它们的损坏或缩短它们的使用寿命； (3)电力系统中部分地区的电压大大降低，破坏用户工作的稳定性或影响工厂产品的质量； (4)破坏电力系统并列运行的稳定性，引起系统震荡，甚至使整个系统的瓦解。 电力系统中电气元件的正常工作遭到破坏，但没有发生故障，这种情况属于不正常运行状态。例如，因负荷超过电气设备的额定值而引起的电流升高（一般又称过负荷），就是一种最常见的不正常运行状态。由于过负荷，使元件载流部分和绝缘材料的温度不断升高，加速绝缘的老化和损坏，就可能发展成故障。此外，系统中出现功率缺额而引起的频率降低，发电机突然甩负荷而产生的过电压，以及电力系统发生震荡等，都属于不正常运行状态。 故障和不正常运行状态，都可能在电力系统中引起事故。事故，就是指系统或其中一部分的正常工作遭到破坏，并造成对用户少送电或电能质量变坏到不能容许的地步，甚至造成人身伤亡和电气设备损坏。 系统故障的发生，除了由于自然条件的因素（如遭受雪击等）以外，一般都是由于设备制造上的缺陷、设计和安装的错误，检修质量不高或运行维护不当而引起的。因此，只要充分发挥人的主观能动性，正确地掌握客观规律，加强对设备的维护和检修，就可以大大减少事故发生的机率，把事故消灭在发生之前。 在电力系统中，除应采取各项积极措施消除或减少发生故障的可能性以外，故障一旦发生，必须迅速而有选择性地切除故障元件，这是保证电力系统安全运行的最有效方法之一。切除故障的时间常常要求小到十分之几甚至百分之几秒，实践证明只有装设在每个电气元件上的保护装置才有可能满足这个要求。这种保护装置直到目前为止，大多是由单个继电器或继电器与其附属设备的组合构成的，故称为继电保护装置。在电子式静态保护装置和数字式保护装置出现以后，虽然继电器已被电子元件或计算机所代替，但仍沿用此名称。在电业部门常用继电保护一词泛指继电保护技术或由各种继电保护装置组成的继电保护系统。继电保护装置一词则指各种具体的装置。 继电保护装置，就是指能反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态，并动作与断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。它的基本任务是： (1)自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭到破坏，保证其它无故障部分迅速恢复正常运行； (2)反应电气元件的不正常运行状态，并根据运行维护的条件（例如有无经常值班人员），而动作于发出信号、减负荷或跳闸。此时一般不要求保护迅速动作，而是根据对电力系统及其元件的危害程度规定一定的延时，以免不必要的动作和由于干扰而引起的误动作。
毕业设计（论文）220KV电网继电保护设计
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
引言 本文研究的是关于220KV电网继电保护。通过本次设计掌握和巩固电力系统继电保护的相关专业理论知识，熟悉电力系统继电保护的设计步骤和设计技能，根据技术规范，选择和论证继电保护的配置选型的正确性并培养自己在实践工程中的应用能力、创新能力和独立工作能力。 本次设计是根据内蒙古工业大学电力学院本科生毕业要求而进行的毕业设计。此次设计的主要内容是220KV电网继电保护的配置和整定，设计内容包括：计算系统中各元件参数；确定输电线路上TA，TV变比的选择及变压器中性点接地的选择；绘制电力系统等值阻抗图，确定系统运行方式并进行短路计算；确定电力系统继电保护的主保护和后备保护的选择及整定计算：主保护采用两套独立的、厂家不同的、能保护线路全长的保护装置（第一套CSC-103B光纤纵差保护；第二套PSL-603（G）分相电流差动保护），后备保护采用相间距离保护和接地零序电流保护；输电线路的自动重合闸采用单相自动重合闸方式。 由于各种继电保护适应电力系统运行变化的能力都是有限的，因而，对于继电保护整定方案的配合不同会有不同的保护效果，如何确定一个最佳的整定方案，将是从事继电保护工作的工程技术人员的研究课题。总之，继电保护既有自身的整定技巧问题，又有继电保护配置与选型的问题，还有电力系统的结构和运行问题。尤其，对于本文中220KV高压线路分相电流差动保护投运前的现场试验，一直是困扰技术人员的一个问题，由于线路两端距离的限制，现场试验不能像试验室那样方便。另外，光纤保护在长距离和超高压输电线路上的应用还有一定的局限性，在施工和管理应用上仍存在不足，但是从长远看，随着光纤网络的逐步完善、施工工艺和保护产品技术的不断提高，光纤保护将占据线路保护的主导地位。
课程设计（论文） 一、设计题目：220kV变电所变压器差动保护设计 二、原始资料 某降压变压器采用差动保护，系统等值网络图如图所示。 图1 网络结构示意图 三、设计内容： 1. 对变压器T1进行继电保护配置； 2. 结合变压器差动保护装置选型，对其工作原理进行分析； 3.对差动保护进行整定计算； 4.线路保护均采用微机保护装置。 I
220KV变电所变压器差动保护设计 四、设计成品要求： 1、保护装置配置说明 2、所配保护基本原理说明 3、保护整定计算详细计算说明 4、按要求绘制的有关图纸 五、编写设计说明书 1．格式 1）参考教材（前言、目录、正文、结论、参考文献等） 2）格式规范（参看毕业设计（论文）撰写规范》） 2．内容：设计内容全面，说明部分条理清晰，计算过程详略得当。 1）原始资料分析 2）保护配置方案 3）保护原理说明 4）保护整定计算方案 5）整定计算过程 6）画出保护的原理图、交流展开图、直流展开图。 3．课程设计说明书装订顺序为：封面、任务书、成绩评审意见表、前言、目录、正文、结论、参考文献、附录。 六、时间进度安排
课程设计（论文） 七、参考书目录 1．《电力系统继电保护》谷水清中国电力出版社2．电网继电保护装置运行整定规程 3．《电力工程设计手册（一）》中国电力出版社 4．《电力工程设计手册（二）》中国电力出版社 5．继电保护和安全自动装置技术规程 GB/T 14285—2006 III
220KV变电所变压器差动保护设计 前言 继电保护的发展是随着电力系统和自动化技术的发展而发展的.几十年来,随着我国电力系统向高电压、大机组、现代化大电网发展，继电保护技术及其装置应用水平获得很大提高。在20世纪50年代及以前，差不多都是用电磁型的机械元件构成。随着半导体器件的发展，陆续推广了利用整流二极管构成的整流型元件和半导体分立元件组成的装置。 在电力系统中，由于雷击或鸟兽跨接电气设备、设备制造上的缺陷、设计和安装的错误、检修质量不高或运行维护不当等原因，往往发生各种事故。为了保证电力系统安全可靠地运行，电力系统中的各个设备必须装设性能完善的继电保护装置。 继电保护虽然种类很多，但是一般由测量部分、逻辑部分、执行部分三部分组成。测量部分是测量被保护元件工作状态的一个或几个物理量，并和已给的整定值进行比较，从而判断保护是否应该起动。逻辑部分是根据测量部分输出量的大小、性质、出现的顺序或它们的组合、使保护装置按一定的逻辑程序工作，最后传到执行部分。执行部分是根据逻辑部分送的信号，最后完成保护装置所担负的任务。如发生信号，跳闸或不动作等。 继电保护的基本性能要求是选择性、速动性、灵敏性、可靠性。随着新技术、新工艺的采用，继电保护硬件设备的可靠性、运行维护方便性也不断得到提高。继电保护技术将达到更高的水平。
220kv电网继电保护设计
目录 一、题目 (1) 二、系统中各元件的主要参数 (2) 三、正序、负序、零序等值阻抗图 (4) 四、继电保护方式的选择与整定计算 (6) （A）单电源辐射线路（AB）的整定计算 (6) （B）双回线路BC和环网线路主保护的整定计算 11 （C）双回线路CE、ED、CD主保护的整定计算（选做）12 （D）双回线路和环网线路后备保护的整定计算（选做） 14 五、220kV电网中输电线路继电保护配置图 (22)
一、题目 选择图1所示电力系统220kV线路的继电保护方式并进行整定计算。图1所示系统由水电站W、R和两个等值的110kV系统S、N，通过六条220kV线路构成一个整体。整个系统的最大开机总容量为1509.29MVA，最小开机总容量为1007.79 MVA，两种情况下各电源的开机容量如表1所示。各发电机、变压器容量和连接方式已在图1中示出。 表1 系统各电源的开机情况
图1 220kV系统接线图 二、系统中各元件的主要参数 计算系统各元件的参数标么值时，取基准功率S b=60MVA，基准电压U b＝220kV，基准电流I b=3 b b S U=0.157kA，基准电抗x b = 806.67。 (一)发电机及等值系统的参数 用基准值计算所得的发电机及等值系统元件的标么值参数见表2所列。 表2 发电机及等值系统的参数 发电机或系统发电机及系统的总 容量MVA 每台机额定 功率MVA 每台机额 定电压 额定功 率因数 正序电抗负序电抗
cos 注：系统需要计算最大、最小方式下的电抗值；水电厂发电机2 1.45d x x '=，系统2 1.22d x x '=。 (二) 变压器的参数 变压器的参数如表3所列。 表3 变压器参数
继电保护复习题 第一章绪论 一、基本问答题 1．什么是继电保护装置？其基本任务是什么？ 答：继电保护装置就是指能反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。 继电保护装置基本任务是： （1）自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭到破坏，保证无故障部分迅速恢复正常运行。 （2）反应电气元件的不正常运行状态，并根据运行维护的条件而动作于信号，以便值班员及时处理。 2．继电保护基本原理是什么？ 答：继电保护的原理就是利用被保护线路或设备故障前后某些突变的物理量为信息量，当突变量达到一定值时，起动逻辑控制环节，发出相应的跳闸脉冲或信号。如根据短路故障时流过电气元件上的电流增大而构成电流保护，根据故障时被保护元件两端电流相位和大小的变化，可构成差动保护，根据接地故障时出现的电流﹑电压的零序分量，可构成零序电流保护，根据电力变压器部故障产生的气体数量和速度而构成瓦斯保护。 3．什么是主保护和后备保护？ 答：主保护是指被保护元件部发生的各种故障时，能满足系统稳定及设备安全要求的、有选择的切除被保护设备或线路故障的保护。 后备保护是指当主保护或断路器拒绝动作时，用以将故障切除的保护。 远后备保护是指主保护或断路器拒绝动作时，由相邻元件的保护部分实现的后备。 近后备保护是指当主保护拒绝动作时，由本元件的另一套保护来实现的后备。如当断路器拒绝动作时，由断路器失灵保护实现的后备。 4．对继电保护装置的基本要什么？ 答： （1）选择性：当电力系统中的设备或线路发生故障时，其继电保护仅将故障的设备或线路从电力系统中切除，尽量减小停电面积，以保证系统中的无故障部分仍能继续安全运行。 （2）速动性：是指继电保护装置应能尽快地切除故障，以减少设备及用户在大电流、低电压情况下运行的时间，降低设备的损坏程度，提高系统并列运行的稳定性。 （3）灵敏性：是指电气设备或线路在被保护围发生故障或不正常运行情况时，保护装置的反应能力。 （4）可靠性：是指对继电保护装置既不误动，也不拒动。 5．继电保护装置通过哪些主要环节完成预定的保护功能？各环节的作用是什么？ 答：继电保护装置由三个部分组成，即测量部分、逻辑部分、执行部分。测量部分的作用是测量与被保护电气设备或线路工作状态有关的物理量的变化，以确定电力系统是否发生了短路故障或出现不正常运行情况；逻辑回路的作用是当电力系统发生故障时，根据测量回路的输出信号，进行逻辑判断，以确定保护是否应该动作，并向执行元件发出相应的信号；执行回路的作用是根据逻辑回路的判断，发出切除故障的跳闸脉冲或指示不正常运行情况的信号。
电力系统继电保护试题以及答案 电力系统继电保护试题以及答案 一、单项选择题（本大题共15小题，每小题1分，共15分） 一、单项选择题（本大题共15小题，每小题1分，共15分） 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分 1．过电流继电器的返回系数（B） A．等于0 B．小于1 C．等于1 D．大于1 2．限时电流速断保护的灵敏系数要求（B） A．大于2 B．大于1.3~1.5 C．大于1.2 D．大于0.85 3．在中性点非直接接地电网中,由同一变电所母线引出的并列运行的线路上发生两点异相接地短路,采用不完全星形接线保护的动作情况是（A） A．有机会只切除一条线路B．有机会只切除一条线路 C．100%切除两条故障线路D．不动作即两条故障线路都不切除 4．在双侧电源系统中,采用方向元件是为了提高保护的（D） A．方向性B．可靠性 C．灵敏性D．选择性 5．在中性点直接接地电网中,零序功率方向继电器采用的接线方式是（D） A．90°接线B．3 0、3 0 C.-3 、-3 D．-3 0、3 0 6．正方向出口相间短路,存在动作“死区”的阻抗继电器是（B） A．全阻抗继电器B．方向阻抗继电器 C．偏移特性阻抗继电器D．上抛圆阻抗继电器 7．在中性点直接接地系统中，反应接地短路的阻抗继电器接线方式是（D） A．0°接线B．90°接线 C．3 0、3 0 D．A、A+ 3 0零序补偿电流的接线方式 8．由于过渡电阻的存在，一般情况下使阻抗继电器的（A） A．测量阻抗增大，保护范围减小B．测量阻抗增大，保护范围增大 C．测量阻抗减小，保护范围减小D．测量阻抗减小，保护范围增大 9．在距离保护的Ⅰ、Ⅱ段整定计算中乘以一个小于1的可靠系数，目的是为了保证保护动作的（A） A．选择性B．可靠性 C．灵敏性D．速动性 10．在校验距离Ⅲ段保护远后备灵敏系数时，分支系数取最大值是为了满足保护的（C）
黑龙江交通职业技术学院毕业设计（论文）题目110KV电网继电保护设计 专业班级: 姓名: 学号:
2017年月日
摘要 这次课程设计以最常见的110KV电网线路保护设计为例进行分析设计，要求对整个电力系统及其自动化专业方面的课程有综合的了解。特别是对继电保护、电力系统、电路、发电厂的电气部分有一定的研究。重点进行了电路的化简，短路电流的求法，继电保护中电流保护、距离保护的具体计算。中国的电力工业作为国家最重要的能源工业，一直处于优先发展的地位，电力企业的发展也是令人瞩目的。电力系统的飞速发展对继电保护不断提出新的要求，也使得继电保护得以飞速的发展。电力系统继电保护是电力系统的重要组成部分，没有继电保护的电力系统是不能运行的。电力系统继电保护的设计电网直接影响到电力系统的安全稳定运行。如果设计与配置不当，继电保护将不能正确动作，从而会扩大事故的停电范围。因此，要求继电保护有可靠性、选择性、快速性和灵敏性四项基本性能,需要整定人员针对不同的使用条件,分别进行协调。 本次设计以对110kV单电源环形网络的继电保护配置，整定计算。设计内容包括：系统主要元件的参数，短路电流的计算，中性点接地的选择，距离保护方式选择和整定计算，零序电流保护方式配置与整定计算，及主变压器保护的设计。 关键词：110kV继电保护;短路电流计算;变压器保护
目录 第1章绪论 (1) 1.1什么是继电保护 (1) 1.2 继电保护整定计算的目的及基本任务 (1) 1.2.1整定计算的目的 (1) 1.2.2 整定计算的基本任务 (1) 第2章电力系统继电保护概论 (3) 2.1 电力系统继电保护的作用 (3) 2.2电力系统继电保护的基本要求 (3) 2.3 继电保护的发展现状 (4) 第3章线路保护的整定计算 (6) 3.1 110kV线路保护的配置 (6) 3.1.1 110~220kV线路保护的配置原则 (6) 3.2 相间距离保护 (6) 3.2.1 距离保护的基本概念和特点 (6) 3.2.2 相间距离保护整定计算 (7) 3.2.3 相间距离保护II段整定计算 (8) 3.2.4 相间距离保护III段整定计算 (9) 3.2.3 线路A-BD2,B-BD2 相间距离保护整定计算结果： (10) 3.2.4相间距离保护装置定值配合的原则 (11) 3.3 零序电流保护方式配置 (12) 3.3.1 110中性点直接接地电网中线路零序电流保护的配置原则 (12) 3.4 零序电流保护整定计算的运行方式分析 (12) 3.4.1 接地短路电流、电压的特点 (12) 3.4.2 接地短路计算的运行方式选择 (12) 3.4.3 流过保护最大零序电流的运行方式选择 (13) 3.4.4 最大分支系数的运行方式和短路点位置的选择 (13) 3.4.5 零序电流保护的整定计算 (13) 3.4.6零序电流保护整定计算结果表 (16) 第4章线路保护整定 (17) 4.1电力系统短路计算的目的及步骤 (17) 4.1.1 短路计算的目的 (17) 4.1.2 计算短路电流的基本步骤 (17) 4.2 运行方式的确定 (18) 4.2.1 最大运行方式 (18) 4.2.2 最小运行方式 (18) 第5章主变压器保护的设计 (19) 5.1 主变压器保护的配置原则 (19) 5.2 本设计的主变保护的配置及说明 (19) 5.3 纵差保护的整定计算 (20)
2019年继电保护和电力电网安全试题及答案 一、填空 1. 开关非自动状态一般是在开关为或状态时使用。 答：运行热备用 2. 线路高频（或差动）保护两侧状态原则上要求。 答：始终保持一致 3. 线路高频（或差动）保护全停时，若线路仍需运行，须经华东网 调相关领导批准，本线路按整定单要求调整,同时要求相邻线路具有，不允许相邻线路的高频（或差动）保护。 答：距离II段时间全线快速保护同时停 4. 当500kV线路停运且该线路任一侧相应的开关需恢复运行状态时，应将线路的远方跳闸停用，方向高频改为，分相电流差动改为，以免误动，操作由当值调度员发布操作指令。 停用无通道跳闸信号运行开关 5. 500kV厂站均采用每组母线上有二套母差保护，在运行中同一母线的二套母差同时停用，若二套母差同时停用，则要求该母线。答：不考虑停役 6. 部分厂站的500kV开关之间，具有二套的短线保护，当网调发令操作称为短线保护时，即认为是。 答：相同二套短线保护同时操作 7. 500kV短线保护在线路或变压器闸刀拉开时，现场应将其改为跳闸，当线路或变压器闸刀合上时应将短线保护改为。正常情况下，网调
操作短线保护。 答：跳闸信号不发令 8. 500kV变压器低压过流保护是的主保护，原则上运行中不得，若 因保护异常或保护工作，导致主变低压侧无过流保护时，则应考虑。答：低压侧母线全停变压器陪停 9. 振荡指电力系统并列的两部分间或几部分间，使系统上的、、、发生大幅度有规律的摆动现象。 答：输送功率往复摆动电流电压无功 10. 变压器的主保护同时动作跳闸，未经查明原因和消除故障之前， 不得进行。 答：强送 11. 变压器的瓦斯或差动之一动作跳闸，在检查变压器外部无明显故障，检查，证明变压器内部无明显故障者，可以试送一次，有条件 时，应尽量进行零起升压。 答：瓦斯气体 12. 电压互感器发生异常情况，若随时可能发展成故障时，则不得就 地操作该电压互感器的。 答：高压闸刀 13. 220KV系统线路开关发生非全相且分合闸闭锁时，应首先拉开对 侧开关使线路处于充电状态，然后用，设法隔离此开关。 答：旁路开关代 14. 对于500KV联变220KV侧开关发生非全相且分合闸闭锁时，应首
220KV 系统介绍 KV 220系统由水电站1W ，2W 和两个等值的KV 220系统1S 、2S 通过六条KV 220线 路构成一个整体。整个系统最大开机容量为MVA 29.1509，此时1W 、2W 水电厂所有机组、变压器均投入，1S 、2S 两个等值系统按最大容量发电，变压器均投入；最小开机容量位MVA 77,1007,此时1W 厂停MVA 302 机组，2W 厂停MVA 5.77机组一台，1S 系统发电容量为MVA 300，2S 系统发电容量为MVA 240。KV 220系统示意图如图1.1所示。 1.2 系统各元件主要参数 (1) 发电机参数如表1.1所示： 表1.1 发电机参数 图1.1 220kV 系统示意图
电源 总容量（MVA ） 每台机额定 功率（MVA ） 额定电压 （kV ） 额定功 率因数 cos φ 正序 电抗 最大 最小 W 1厂 295.29 235.29 235.29 15 0.85 0.35 2*30 11 0.83 0.25 W 2厂 310 232.5 4*77.5 13.8 0.84 0.3 S 1系统 476 300 115 0.5 S 2系统 428 240 115 0.5 对水电厂12 1.45X X =，对于等值系统12 1.22X X = (2) 变压器参数如表1.2所示： 表1.2 变压器参数 变电站 变压器容 量（MVA ） 变比 短路电压（%） Ⅰ－Ⅱ Ⅰ－Ⅲ Ⅱ－Ⅲ
A 变 20 220/35 10.5 B 变－1 240 220/15 12 B 变－2 60 220/11 12 C 变 3*120 220/115/3 5 17 10.5 6 D 变 4*90 220/11 12 E 变 2*120 220/115/3 5 17 10.5 6 (3) 输电线路参数 KM AB 60=，上端KM BC 250=，下端KM BC 230=，KM CD 185=，KM CE 30=， KM DE 170=；KM X X /41.021Ω==，103X X =，080=ΦL 。 (4) 互感器参数 所有电流互感器的变比为5/600，电压互感器的变比为100/220000。由动稳定计算结果，最大允许切除故障时间为S 2.0。 2 整定计算 2.1 发电机保护整定计算
新疆农业大学机械交通学院 《发电厂电气设备》 课程设计说明书 题目 220kV/35KV变电站继电保护课程设计 专业班级：电气工程及其自动化122班 学号： 123736211 学生姓名：孔祥林 指导教师：李春兰艾海提·塞买提 时间： 2015年12月
目录 概述 (1) 1.电气主接线的设计 (1) 1.1主接线的设计原则和要求 (1) 2 主要电气器件选择汇总表 (2) 3短路电流的计算 (2) 3.1短路电流 (2) 3.1.1短路电流计算的目的 (2) 3.2 各回路最大持续工作电流 (3) 3.3短路电流计算点的确定 (3) 3.3.1 当K1点出现短路时 (5) 3.3.2当K2点出现短路时 (6) 4电保护分类及要求 (7) 5电力继电器继电保护 (8) 5.1电力变压器故障及不正常运行状态 (8) 5.2 电力变压器继电保护的配置原则 (8) 6选用变压器继电保护装置类型 (9) 7选用的母线继电保护装置类型 (9) 8各保护装置的整定计算 (10) 8.1变压器纵差保护整定计算及其校验 (10) 8.1.1差动继电器的选型 (10) 8.1.2纵差动保护的整定计算 (10) 8.1.3差动保护灵敏系数的校验 (11) 8.2变压器过电流保护的整定计算 (12) 8.2.1 DL-21CE型电流继电器 (12) 8.2.2过电流保护整定原则 (12) 8.2.3过电流保护整定的动作时限器 (13) 8.2.4保护装置的灵敏校验 (13) 8.2.5过电流保护整定计算 (13) 8.3过负荷保护 (15) 8.4变压器一次侧零序过电流保护的整定计算 (15) 8.4.2 DS-26E型时间继电器 (15) 8.4.2零序电流的整定计算 (16) 9防雷保护 (17) 10心得体会 (17) 参考文献： (18)
如何书写开题报告，以下内容可以作为参考。 一、选题背景与意义 注意不要加编号，分两段，一段讲背景，一段讲意义。背景段，回答几个问题，（1）110kV 属于什么类型的电网？是主干网么？（2）传统的110kV电网是单侧电源网还是双侧电源网？（3）现在的110kV电网存在分布式电源问题……（4）110kV电网一般配置有距离与零序电流保护，但在配置、整定与运行中中出现过什么问题？ 意义段，针对110kV电网一般配置有距离与零序电流保护所存在的问题，通过……工作，……研究，解决……问题。将对电网的安全稳定运行产生积极的意义。 二、课题关键问题及难点 关键问题： （1）等值阻抗计算与网络简化问题 ……………… （2）短路电流计算问题 ……………… （3）保护整定配合问题 ……………… （4）PSCAD仿真验证问题 …………………… 难点： （1）分支系数求取的问题 （2）系统运行方式确定的问题 （3）PSCAD仿真验证问题 等，自由发挥 三、文献综述 围绕上述问题进行综述，字数要够，格式正确，引用正确。具体方法：在《中国电机工程学报》、《电力系统保护与控制》、《电力自动化设备》、《电力系统自动化》、《中国电力》等杂志上下载20篇相关论文，注意要限定期刊，关键词为：距离保护、零序保护、分布式电源等。 四、方案（设计方案、研制方案、研究方案）论证 根据个人的任务，确定以下内容： （1）运行方式的论证 具体说明对于本课题，的大运行方式及小运行方式。…………………… （2）短路点的论证 以哪些点为短路点，为什么？准确求取什么类型的短路故障？为什么 （3）短路电流求取 求出短路点的短路电流后，将要求出哪些支路的短路电流？ （4）整定计算方案 说明一下。 （5）仿真任务 ……该条泛泛地说下即可。 五、工作计划
电力系统继电保护 一、选择题（每小题1分，共15分） 1．过电流继电器的返回系数（ B ） A ．等于0 B ．小于1 C ．等于1 D ．大于1 2．限时电流速断保护的灵敏系数要求（ B ） A ．大于2 B ．大于1.3~1.5 C ．大于1.2 D ．大于0.85 3．在中性点非直接接地电网中,由同一变电所母线引出的并列运行的线路上发生两点异相接地短路,采用不完全星形接线保护的动作情况是（ A ） A ．有32机会只切除一条线路 B ．有3 1机会只切除一条线路 C ．100%切除两条故障线路 D ．不动作即两条故障线路都不切除 4．在双侧电源系统中,采用方向元件是为了提高保护的（ D ） A ．方向性 B ．可靠性 C ．灵敏性 D ．选择性 5．在中性点直接接地电网中,零序功率方向继电器采用的接线方式是（ D ） A ．90°接线 B ．3U 0、3I 0 C.-30 U 、-30I D ．-3U 0、3I 0 6．正方向出口相间短路,存在动作“死区”的阻抗继电器是（ B ） A ．全阻抗继电器 B ．方向阻抗继电器 C ．偏移特性阻抗继电器 D ．上抛圆阻抗继电器 7．在中性点直接接地系统中，反应接地短路的阻抗继电器接线方式是（ D ） A ．0°接线 B ．90°接线 C ．3U 0、3I 0 D ．U A 、I A +K 3I 0零序补偿电流的接线方式 8．由于过渡电阻的存在，一般情况下使阻抗继电器的（ A ） A ．测量阻抗增大，保护范围减小 B ．测量阻抗增大，保护范围增大 C ．测量阻抗减小，保护范围减小 D ．测量阻抗减小，保护范围增大 9.在双侧电源线路上，过渡电阻的存在，使测量阻抗( C ) A.增大 B.减少 C.可能增大，也可能减少 D.不变 10.使带速饱和变流器的发电机纵差保护出现死区的短路点在( B ) A.机端附近